コイル装置
【課題】コイル装置内部の状態の正確な検出が可能な小型のコイル装置を提供する。
【解決手段】 本発明の実施形態に係る２つの直線コイルを備えたコイル装置は、２つの直線コイルが、軸が略平行となるように、かつ２つの直線コイル間に隙間が形成されるように配置され、軸と垂直な平面上で、隙間が延びる方向における中央部では隙間は狭く、隙間が延びる方向における中央部の外側では隙間が広くなっており、コイル装置内の所定の物理量を検出するセンサを更に備え、センサのセンサヘッドは、少なくとも一部が隙間に配置され、かつ、中央部を避けた位置に配置される。
【解決手段】 本発明の実施形態に係る２つの直線コイルを備えたコイル装置は、２つの直線コイルが、軸が略平行となるように、かつ２つの直線コイル間に隙間が形成されるように配置され、軸と垂直な平面上で、隙間が延びる方向における中央部では隙間は狭く、隙間が延びる方向における中央部の外側では隙間が広くなっており、コイル装置内の所定の物理量を検出するセンサを更に備え、センサのセンサヘッドは、少なくとも一部が隙間に配置され、かつ、中央部を避けた位置に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサを備えたコイル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車の駆動システム等で使用される大容量のコイル装置（例えばリアクトル）は、高負荷時に鉄損や銅損による発熱量が多く、高負荷の状態で使用し続けると、コアやコイルが過熱して特性が低下する。そのため、一部の大容量のコイル装置には、温度センサ（例えばサーミスタ）によりコイル装置内の温度を監視し、コイル装置が一定温度以上に昇温しないように制御する構成が採用されている。
【０００３】
特許文献１に開示されるリアクトルは、平行に配置された一対の直線コイルを有しており、温度センサは直線コイル間の間隔が最も狭い箇所に配置されている。この構成により、温度センサによって各コイルの状態の変化（温度変化）を正確に検出することができ、リアクトルの駆動の適切な制御が可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０３９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のセンサ配置は、温度センサを配置するスペースを確保するために、直線コイル間の間隔を狭くすることができず、リアクトルの小型化を妨げる一因となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係るコイル装置は、２つの直線コイルを備えたコイル装置であって、２つの直線コイルは、軸が略平行となるように、かつ２つの直線コイル間に隙間が形成されるように配置され、軸と垂直な平面上で、隙間が延びる方向における中央部では隙間は狭く、隙間が延びる方向における中央部の外側では隙間が広くなっており、コイル装置内の所定の物理量を検出するセンサを更に備え、センサのセンサヘッドは、少なくとも一部が隙間に配置され、かつ、中央部を避けた位置に配置される。センサヘッドの上記の軸と垂直な平面上での幅が、隙間の中央部における幅より大きくてもよい。
従来のように隙間の中央部にセンサヘッドを配置する構成では中央部における直線コイルの間隔をセンサヘッドの厚さよりも広く設定する必要があったが、上記構成によれば中央部の間隔をセンサヘッドの厚さ以下に設定することが可能になり、コイル装置の幅方向（コイルが並ぶ方向）の寸法を小さくすることが可能になる。
【０００７】
２つの直線コイルは、ベースの上面に沿って配置され、センサヘッドの少なくとも一部が中央部より上側の隙間に配置されてもよい。センサヘッドは、温度を検出する温度センサ素子を備えていてもよい。
この構成により、コイル装置の組み立て後でも、センサヘッドをコイル装置に取り付けることが容易になる。また、温度センサ素子により温度を検出する場合には、センサヘッドはコイル装置において最高温度となる箇所（ホットスポット）の付近に配置されるため、コイル装置のホットスポットの温度との相関の良い検出値を得ることができる。
【０００８】
２つの直線コイルの中空部にそれぞれ差し込まれた２つの直線部と、２つの直線部を両端で連結する２つの連結部とを有し、ベースに固定されたリングコアと、少なくとも一部が、リングコアの直線部を覆い、直線部と共に直線コイルの中空部に差し込まれて、リングコアとコイルとを電気的に絶縁する絶縁被覆部材と、センサヘッドを保持するセンサ保持部材と、を備え、絶縁被覆部材は、２つの直線部をそれぞれ覆う２つのボビン部と、２つのボビン部を連結するボビン連結部と、を有し、センサ保持部材がボビン連結部に支持されていてもよい。
この構成によれば、センサ保持部材を支持するための専用の部材等を設ける必要が無くなり、コンパクトなセンサ保持構造が実現する。
【０００９】
センサ保持部材は、前記隙間に配置され、一端がボビン連結部に固定された支持部と、支持部に支持され、センサヘッドを保持するホールド部と、を有してもよい。
この構成によれば、支持部が直線コイル間に配置されるため、低背化が可能となる。
【００１０】
センサヘッドは略円柱形状であり、ホールド部は、略円筒体の軸方向全長に亘ってスリットが形成されて、略Ｃ字状の横断面形状を有しており、センサヘッドは、ホールド部の一端から差し込まれ、ホールド部の弾性力により保持されてもよい。
この構成によれば、センサヘッドは、多少の外径の違いに依らず、ホールド部により適度な弾性力で保持される。また、センサヘッドは、略円筒体のホールド部の筒内に差し込むだけで保持されるため、少ない工数でセンサヘッドをコイル装置に取り付けることができる。
【００１１】
支持部は板状部材であり、スリットは、略円筒体が支持部の片面を定める平面で切断されることで形成されてもよい。
この構成によれば、センサ保持部材のスリットが形成された側では、ホールド部が直線コイル部側に突出しない。そのため、直線コイルにボビンを差し込む際に、センサ保持部材がスリットの形成された側の直線コイルと干渉することが防止される。
【００１２】
ホールド部の内側面は、軸方向の一端側から他端側へ向かって内径が狭くなるテーパー状に形成されていてもよい。
この構成によれば、外径の太いセンサヘッドもホールド部に差し込み易く、また外径の細いセンサヘッドもホールド部によって確実に保持される。
【００１３】
センサ保持部材は、ホールド部の一端から軸方向へ延び、センサヘッドの先端をホールド部の一端へガイドするガイド部を更に有してもよい。
この構成によれば、センサヘッドをホールド部により差し込み易くなる。
【００１４】
ホールド部は支持部の上面に配設され、センサ保持部材は、支持部の上面に配設されてホールド部の軸上に位置する突き当て部を更に有してもよい。
この構成によれば、想定した寸法規格より細いセンサヘッドを使用する場合でも、センサヘッドの先端の位置をコイル軸方向の所定の範囲に制限することができる。
【００１５】
センサ保持部材は、センサヘッドの基端から延びるリードを引っ掛けるフック部を更に備え、フック部の一端は、センサヘッドの基端よりも先端側に配置されていてもよい。
この構成によれば、センサヘッドをホールド部に奥まで差し込んだ後に、リードをフック部に引っ掛けて弛まないように保持するだけで、センサヘッドのホールド部からの抜け落ちが防止される。
【００１６】
センサ保持部材は絶縁被覆部材と一体に成形されていてもよい。
この構成によれば、センサ保持部材の加工及び取り付けのための作業が不要になり、コイル装置を低コストで製造することができる。
【００１７】
絶縁被覆部材はインサート成形によりリングコアと一体に成形されていてもよい。
この構成によれば、部品点数を減らすことができ、また絶縁被覆部材のリングコアへの取り付け作業が不要になる。また、絶縁被覆部材がリングコアに密着するため、絶縁被覆部材を介したリングコアとコイルとの間での熱の移動が向上する。また、リングコア（延いてはコイル）に対するセンサ保持部材の位置精度が向上するため、高い確度のセンサ検出値が得られる。
【００１８】
２つの直線コイルにおける、隙間の外側と対向する面は、それぞれ中央部から離れるに従って互いに離れる方向へ曲がる曲面であってもよい。
線材を巻いて製造するために、コイルの外周面には必然的に曲面が形成される。この曲面間に挟まれた隙間はしばしばデッドスペースとなるが、この隙間にセンサヘッドを配置する構成により、隙間が有効に利用されて、コンパクトなコイル装置が実現する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の実施形態の構成によれば、内部状態の正確な検出が可能な小型のコイル装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係るリアクトルの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るリアクトルの分解図である。
【図３】本発明の実施形態に係るリアクトルの平面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るＵ型コアモジュールの斜視図である。
【図６】コイルの（ａ）正面図、及び（ｂ）側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係るリアクトル１について、図面を参照しながら説明する。図１はリアクトル１の斜視図であり、図２はその分解図である。また、図３はリアクトル１の平面図であり、図４は図３におけるＡ−Ａ断面図である。なお、以下の説明において、図１における右下側から左上側に向かう方向を奥行き方向（Ｘ軸方向）、左下側から右上側に向かう方向を幅方向（Ｙ軸方向）、下側から上側に向かう方向を高さ方向（Ｚ軸方向）と定義する。なお、リアクトル１を使用する際には、リアクトル１をどのような方向に向けて配置してもよい。
【００２２】
図１及び図２に示すように、リアクトル１は、コイル１０、コアモジュール２０、１対の固定具３０Ａ、３０Ｂ、サーミスタ４０、放熱ケース５０、及び端子台６０を備えている。コイル１０とコアモジュール２０によりリアクトル本体が構成される。
【００２３】
サーミスタ４０は、サーミスタ素子が略円柱形状のステンレス被覆管に格納されて封止されたセンサヘッド４２と、センサヘッド４２の基端から延びたリード４４を備えている。サーミスタ素子は、センサヘッド４２内の先端部又は長手方向中央部に配置されている。
【００２４】
放熱ケース５０は、熱伝導性が良好で軽量な金属（例えばアルミニウム合金）から形成された略箱形の部材であり、リアクトル本体（コイル１０及びコアモジュール２０）を収容する。リアクトル本体を放熱ケース５０内に収容した後、固定具３０Ａ、３０Ｂを放熱ケース５０にボルトで固定することで、リアクトル本体（直接的にはコアモジュール２０）は、固定具３０Ａ、３０Ｂの弾性力により放熱ケース５０へ押さえ付けられ、放熱ケース５０内に固定される。
【００２５】
放熱ケース５０の縁部の一端には、ボルトにより端子台６０が取り付けられている。端子台６０は、バスバー６２ａ、６２ｂを備えており、各バスバー６２ａ、６２ｂは、それぞれコイル１０のリード部１２１、１４１と溶接される。
【００２６】
コアモジュール２０は、２つの略Ｕ字状に形成されたＵ型コアユニット２０Ａ、２０Ｂと、一対の平板状のギャップ部材２０ｇを備えており、Ｕ型コアユニット２０Ａと２０ＢのＵ字の先端同士を、ギャップ部材２０ｇを介して突き合わせて接着剤で貼り合わせることで形成された略Ｏ字形のリングコアである。一方のＵ型コアユニット２０Ａには、本発明の実施形態に係るセンサ固定部２６Ａが形成されている。図５に、Ｕ型コアユニット２０Ａの斜視図を示す。Ｕ型コアユニット２０Ａ及び２０Ｂは、それぞれ磁性体から形成されたコアブロック２１Ａ及び２１Ｂを射出成形（インサート成形）により絶縁性を有する樹脂で被覆したものである。Ｕ型コアユニット２０Ａ、２０Ｂの被覆樹脂にはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の耐熱樹脂が使用される。また、本実施形態では、各コアブロック２１Ａ、２１Ｂに圧粉磁心が使用されるが、別の実施形態ではケイ素鋼板やフェライトを使用してもよい。なお、この樹脂被覆は、コアとコイルとの電気的絶縁を確保するために従来使用されていた絶縁ボビンがコアと一体に成形されたものである。各Ｕ型コアユニット２０Ａ、２０Ｂの端面には、コアブロック２１が樹脂で被覆されずに露出した接続面２１ｆが形成されている。また、ギャップ部材２０ｇは、所定の厚さを有する非磁性体（例えば、アルミナ等の各種セラミックスや樹脂）の板材である。Ｕ型コアユニット２０Ａと２０Ｂを、接続面２１ｆ同士が対向するように配置して、ギャップ部材２０ｇを介して接続面２１ｆ同士を貼り合わせることで、リング状のコアモジュール２０が形成される。
【００２７】
また、図５に示すように、Ｕ型コアユニット２０Ａは、２つの互いに平行に配置されたＸ軸方向へ延びる略直方体状の直線部２２Ａと、この２つの直線部２２Ａの隣り合う端部を連結する連結部２４Ａを有している。また、Ｕ型コアユニット２０Ａの側面からは、被覆樹脂から形成されたフランジ部２５Ａとセンサ固定部２６Ａが、垂直に突出している。フランジ部２５Ａは、Ｘ軸と垂直な板状部分であり、連結部２４Ａと直線部２２Ａとの境界をなす平面上に配置されている。フランジ部２５Ａの先端は放熱ケース５０の内側の各面と当接し、これによりＵ型コアユニット２０Ａは放熱ケース５０に対して位置決めされる。また、センサ固定部２６Ａは、Ｙ軸と垂直な略板状部分であり、２つの直線部２２Ａの間に配置されている。フランジ部２５Ａ及びセンサ固定部２６Ａの詳細は後述する。
【００２８】
Ｕ型コアユニット２０Ｂ（図２）も、Ｕ型コアユニット２０Ａと同様に、２つの直線部２２Ｂ、連結部２４Ｂ、及びフランジ部２５Ｂを有している。また、Ｕ型コアユニット２０Ｂには、センサ固定部２６Ａの代わりに板状のスペーサ２６Ｂ（図４）が形成されている。なお、スペーサ２６Ｂとセンサ固定部２６Ａの支持板２６１の厚さは、２つの直線コイル部１２、１４の最小間隔よりも若干薄く形成されている。スペーサ２６Ｂを設けることにより、充填剤の硬化収縮による不均一な歪みの発生が抑えられ、また充填剤の使用量が抑えられる。また、フランジ部２５Ｂの上部には、リード４４を挟持して固定するリード固定部２５２が形成されている。リード固定部２５２にはリード４４よりも細いスリット（不図示）が形成されており、このスリットにリード４４を差し込むことで、リード４４はリード固定部２５２に固定される。また、本実施形態では、固定具３０Ｂの取り付けを阻害しないように、リード固定部２５２はフランジ部２５Ｂの上端からＵ型コアユニット２０Ａ側に突出して形成されている。また、リード固定部２５２は、コイル１０の連結線１６と干渉しないように、連結線１６の上端よりも高い位置に配置されている。また、本実施形態においては、Ｕ型コアユニット２０Ｂの直線部２２Ｂの長さ（Ｘ軸方向寸法）は、Ｕ型コアユニット２０Ａの直線部２２Ａよりも長くなっている。本実施形態のＵ型コアユニット２０ＡとＵ型コアユニット２０Ｂには上述のように細部に相違があるが、Ｕ型コアユニット２０ＡとＵ型コアユニット２０Ｂを全く同一の構成としてもよい。
【００２９】
図６（ａ）及び（ｂ）に、それぞれコイル１０の正面図及び側面図を示す。なお、図６（ｂ）の側面図は、図６（ａ）において左側からコイル１０を見た図である。コイル１０は、平角エナメル線から形成された２つの同一構造の直線コイル部１２、１４を平行に並べて、一端（図６（ｂ）にける左端）同士を連結線１６により連結したものである。また、各直線コイル部１２、１４は、平角エナメル線を一巻き当たり４箇所で直角に折り曲げて、略正方形状に巻いたものである。図６（ａ）に示すように、各直線コイル部１２及び１４が対向する外周面においては、Ｚ座標Ｚ１からＺ２の間では平面１２ｆ及び１４ｆが形成され、その外側では曲面１２ｒ及び１４ｒが形成されている。２つの直線コイル部１２、１４の間には隙間が形成されている。平面１２ｆと平面１４ｆは互いに平行であり、直線コイル部１２、１４間の隙間は、平面１２ｆと平面１４ｆで挟まれた中央部で最も狭くなる。中央部の外側、すなわち曲面１２ｒと曲面１４ｒとで挟まれた隙間は、中央部よりも間隔が広く、中央部から離れるに従って間隔が広くなっている。
【００３０】
図２に示すように、接続面２１ｆにギャップ部材２０ｇを載せたＵ型コアユニット２０Ｂの２つの直線部２２Ｂを、コイル１０の２つの直線コイル部１２、１４の中空部に連結線１６側からそれぞれ差し込んだ後、コイル１０の反対側（図２における右下端）からＵ型コアユニット２０Ａの２つの直線部２２Ａ（図５）を差し込み、ギャップ部材２０ｇを介してＵ型コアユニット２０Ａと２０Ｂの接続面２１ｆ同士を突き合わせて接着すると、リアクトル本体が形成される。このとき、コイル１０は、Ｕ型コアユニット２０Ａのフランジ部２５Ａと、Ｕ型コアユニット２０Ｂのフランジ部２５Ｂとの間で挟み込まれ、Ｘ方向においてコアモジュール２０に対して位置決めされる。
【００３１】
上記のように組み立てられたリアクトル本体は、放熱ケース５０内に収容され、固定具３０Ａ及び３０Ｂにより放熱ケース５０に固定される。固定具３０Ａ及び３０Ｂはステンレス板のプレス加工により成形された部材であり、固定具３０Ａ及び３０Ｂをボルトで放熱ケース５０に固定すると、固定具３０Ａ及び３０Ｂの弾性力によりコアモジュール２０が放熱ケース５０の下面及び内側面（図２における右下側の内側面）に強く押さえ付けられて、コアモジュール２０が放熱ケース５０に固定される。
【００３２】
次に、Ｕ型コアユニット２０Ａに形成されたセンサ固定部２６Ａの詳細を説明する。センサ固定部２６Ａは、サーミスタ４０の素子が収容されたセンサヘッド４２を固定するための構造部であり、Ｕ型コアユニット２０Ａのインサート成形により被覆樹脂から形成される。図４及び図５に示すように、本実施形態のセンサ固定部２６Ａは、Ｕ型コアユニット２０Ａの連結部２４ＡのＹ軸方向中央部からＸ軸方向内側へ突出した支持板２６１と、支持板２６１の上面２６１ｔに形成されたホールド部２６２、突き当て部２６４、ガイド部２６６、及びフック部２６８を有している。
【００３３】
図４に示すように、センサヘッド４２は、支持板２６１の上面２６１ｔ上に固定される。支持板２６１の上面２６１ｔは、コア本体を組み立てたときに、コイル１０の平面１２ｆ、１４ｆと曲面１２ｒ、１４ｒとの境界となるＺ座標Ｚ１よりも高くなるように形成されている。本実施形態においては、センサヘッド４２がコイル１０の曲面１２ｒと曲面１４ｆとで挟まれた隙間内に配置されるように支持板２６１の上面２６１ｔの高さが設定されている。この構成により、センサヘッド４２を収容する空間の幅方向（Ｙ軸方向）寸法を比較的に広く確保することが可能になる。また、本実施形態においては、コイル１０の下面及び側面と放熱ケース５０の内底面及び内側面との間隔が狭く設定されており、リアクトル１で発生した熱はコイル１０の下面及び側面から放熱ケース５０へ流出する。そのため、作動中のリアクトル１の温度は、コイル１０の上部内側における曲面１２ｒ、１２ｆの付近で最大となる。従って、曲面１２ｒと曲面１４ｒの間にセンサヘッド４２を配置する構成により、サーミスタ４０によってリアクトルの最大温度に近い温度を検出することが可能になる。なお、別の実施形態においては、センサヘッド４２が直線コイル部１２、１４よりも高い位置に配置されてもよい。
【００３４】
ホールド部２６２（図５）は、センサヘッド４２を把持する部分であり、Ｘ軸方向に筒軸を向けた略円筒体の一部が、支持板２６１の一側面（直線コイル部１２と対向する面）２６１ｓを含む平面で切り落とされて、横断面が略Ｃ字状に形成されている。また、ホールド部２６２の内周面は、入口側（図４における左側）で広く、出口側（図４における右側）になるほど狭くなるテーパー状に形成されている。具体的には、最も広い入口においては、ホールド部２６２の内径はセンサヘッド４２の外径の規格上限値よりも若干大きく形成されている。また、最も狭い出口においては、ホールド部２６２の内径はセンサヘッド４２の外径の規格下限値よりも若干小さく形成されている。この構成により、外径が規格下限値付近の細いセンサヘッド４２をホールド部２６２により確実に把持できるだけでなく、外径が規格上限付近の太いセンサヘッド４２をホールド部２６２に深く差し込んで確実に把持することも可能となる。従って、センサヘッド４２を入口側からホールド部２６２に挿入して、奥まで強く差し込むことで、センサヘッド４２はホールド部２６２の弾性によりしっかり把持される。
【００３５】
また、ホールド部２６２は、完全な筒状体ではなく、一側面が切り落とされて横断面形状が略Ｃ字状となっているため、外径の太いセンサヘッド４２を差し込んだ場合でも、ホールド部２６２の内径がセンサヘッド４２の外形に合せて拡張可能であるため、適度な弾性力によりセンサヘッド４２を保持することができる。
【００３６】
また、コイル１０にＵ型コアユニット２０Ａを差し込むときに、コイル１０のリード部１２１がセンサ固定部２６Ａに接近する。上記のように、ホールド部２６２のリード部１２１側の側面を切り落としてホールド部２６２の横断面を略Ｃ字状に形成することにより、コイル１０にＵ型コアユニット２０Ａを差し込むときにリード部１２１がホールド部２６２と干渉することが防止される。なお、ホールド部２６２のみならず、センサ固定部２６Ａの各部及びセンサヘッド４２は、支持板２６１の直線コイル部１２と対向する側面２６１ｓから直線コイル部１２側に突出していない。
【００３７】
ガイド部２６６は、ホールド部２６２の入口から支持板２６１の先端（図４における左端）にかけて形成されている。ガイド部２６６は、ホールド部２６２の入口における略下半分をＸ軸方向へ延長した形状を有している。センサヘッド４２をリアクトル１に取り付ける際には、センサヘッド４２の先端がホールド部２６２の先端側から基端側へ差し込まれる。ガイド部２６６は、この時に、センサヘッド４２の先端をホールド部２６２の入口へガイドする。また、ホールド部２６２は、センサヘッド４２を把持するために、センサヘッド４２の周面を軸回りに１８０度以上覆うように形成されている。そのため、センサヘッド４２をホールド部２６２に側面側から差し込むことができず、ガイド部２６６が無い場合には、センサヘッド４２の外周面の軸をホールド部２６２の内周面の中心軸に正確に合せなければ、センサ固定部２６Ａにセンサヘッド４２を装着することができない。一方、ガイド部２６６がセンサヘッド４２を覆う軸回りの角度は１８０度未満（典型的には１２０度程度）であるため、センサヘッド４２は側面側からガイド部２６６へアクセスすることが可能であり、センサ固定部２６Ａへのセンサヘッド４２の装着が容易になる。
【００３８】
また、ガイド部２６６の先端部（図５における右下端）の上部には、先が下方に曲がったフック部２６８が形成されている。図４に示すように、リード４４は、センサヘッド４２の基端から引き出されて直ぐにＵ字状に１８０度折り返されて、フック部２６８とセンサヘッド４２の間に通され、更に１８０度折り返されてフック部２６８に引っ掛けられ、弛まない程度の張力が加えられた状態で、Ｕ型コアユニット２０Ｂのフランジ部２５Ｂに形成されたリード固定部２５２に固定される。このように、センサヘッド４２をホールド部２６２に奥まで差し込んだ状態で、センサヘッド４２から引き出されて直ぐに折り返されたリード４４を弛ませずにフック部２６８に引っ掛けることで、センサヘッド４２はＸ軸正方向（図４における左方向）へ移動できなくなり、従ってセンサヘッド４２はホールド部２６２から抜けなくなる。
【００３９】
ホールド部２６２の出口（図４における右端）の更に先には、支持板２６１の上面２６１ｔから突き当て部２６４が突出している。突き当て部２６４は、想定した規格（例えばメトリック規格）よりも外径が細い（例えばインチ規格の）センサヘッド４２を使用した場合（すなわち、ホールド部２６２によりセンサヘッド４２を十分に把持できない場合）に、センサヘッド４２のＸ軸方向の位置を測温に適した範囲内に制限するための構造部である。想定した規格よりも外径の細いセンサヘッド４２をセンサ固定部２６Ａに取り付ける場合は、センサヘッド４２をホールド部２６２に奥まで差し込んでも、センサヘッド４２はホールド部２６２によって把持されず、センサヘッド４２の先端が突き当て部２６４と当接して、センサヘッド４２の更に奥への移動が阻止される。センサヘッド４２の先端が突き当て部２６４に当接した状態で、上述のようにリード４４を折り返して、フック部２６８に引っ掛け、弛まないようリード固定部２５２で固定することで、センサヘッド４２はＸ軸正方向（図４における左方向）へ移動できなくなり、ホールド部２６２から抜けなくなる。
【００４０】
なお、ホールド部２６２の入口から突き当て部２６４までの距離は、センサヘッド４２の長さよりも短く設定されている。これにより、センサヘッド４２の先端が突き当て部２６４と当接するまで奥に差し込まれても、ホールド部２６２から抜けずにセンサ固定部２６Ａに確実に保持される。また、センサヘッド４２の先端が突き当て部２６４と当接するまで奥に差し込まれても、センサヘッド４２の基端がホールド部２６２内まで入り込まないため、センサヘッド４２の基端を押して奥まで確実に差し込むことができる。また、フック部２６８から突き当て部２６４までの距離は、センサヘッド４２の長さ以下となるよう設定されている。これにより、センサヘッド４２の先端が突き当て部２６４と当接するまで奥に差し込まれても、センサヘッド４２の基端から延びるリード４４を折り返してフック部２６８に引っ掛けることができ、センサヘッド４２はホールド部２６２から抜けられなくなり、センサ固定部２６Ａに確実に保持される。
【００４１】
図４に示すように、スペーサ２６Ｂの上端面は、センサ固定部２６Ａの上端面よりも低く形成されている。これにより、コアモジュール２０を組み立てた後でも、センサヘッド４２をセンサ固定部２６Ａに差し込み易くなっている。
【００４２】
上記の実施形態では、センサヘッド４２は、２つの直線コイル部１２と１４の間隔が最も狭くなる平面１２ｆと平面１４ｆの間には配置されず、そこよりも間隔の広い曲面１２ｒと曲面１４ｒの間に配置されている。この構成により、２つの直線コイル部１２と１４の間隔を狭く設定することが可能になるため、リアクトル１の幅方向寸法を小さくすることができる。
【００４３】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施の形態は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内で任意に変更することができる。
【００４４】
上記の実施形態では、インサート成形によりボビン（コアの絶縁被覆）とコアを一体に成形したコアモジュール２０が使用されているが、従来のようにコアとボビンを別体として成形し、ボビンにセンサ固定部２６Ａを設けた構成としてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、ボビン（コアの絶縁被覆）とセンサ固定部２６Ａが一体に成形されているが、ボビンとセンサ固定部が別体に成形されたものであってもよい。この場合、例えば、ボビンにセンサ固定部の支持板を差し込む溝を形成し、溝に支持板を差し込むだけでセンサ固定部がボビンに取り付けられるようにしてもよい。また、この場合には、上記の実施形態におけるセンサ固定部２６Ａの支持板２６１とスペーサ２６Ｂとを一体化して、一枚の板状部材としてもよい。
【００４６】
上記の実施形態では、ホールド部２６２が１つのみ形成されているが、軸方向に複数のホールド部を多段に設けて、複数のホールド部によりセンサヘッドを保持してもよい。複数のホールド部でセンサヘッドを保持することにより、センサヘッドがしっかり保持される。そのため、例えばセンサヘッドの取り付け作業中にリードが引っ張られて、センサヘッドの軸を傾ける力が加えられても、センサヘッドがホールド部から外れ難い。また、複数のホールド部を設けることにより、ホールド部の形状の歪みによってセンサヘッドの先端（素子の付近）が支持板２６１の上面２６１ｔから浮き上がり、測定誤差が大きくなることも防止される。また、複数のホールド部でセンサヘッドを保持する場合、センサヘッドがホールド部にしっかり保持されるため、フック部を設けなくてもよい。なお、上記の実施形態のようにホールド部２６２を１つのみ有する場合でも、ホールド部でセンサヘッドをしっかり保持できる場合には、センサヘッドの脱落防止の目的にフック部を設ける必要はない。
【００４７】
上記の実施形態では、リード固定部２５２がＵ型コアユニット２０Ｂのフランジ部２５Ｂに設けられているが、Ｕ型コアユニット２０Ａ（例えばセンサ固定部２６Ａ内）にリード固定部２５２を設けてもよい。
【００４８】
上記の実施形態では、リアクトル１は、ベース（底板）と４面を覆う側壁を有する略箱形のケース５０に固定されているが、例えば側壁を有しないベースにリアクトル１を固定してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ リアクトル
１０ コイル
１２、１４ 直線コイル部
１２ｆ、１４ｆ 平面
１２ｒ、１４ｒ 曲面
１２１、１４１ リード部
１６ 連結線
２０ コアモジュール
２０ｇ ギャップ部材
２０Ａ、２０Ｂ Ｕ型コアユニット
２１Ａ、２１Ｂ コアブロック
２２Ａ、２２Ｂ 直線部
２５Ａ、２５Ｂ フランジ部
２５２ リード固定部
２６１ 支持板
２６１ｔ 上面
２６２ ホールド部
２６４ 突き当て部
２６６ ガイド部
２６８ フック部
３０Ａ、３０Ｂ 固定具
２１ｆ 接続面
４０ サーミスタ
４２ センサヘッド
４４ リード
５０ 放熱ケース
６０ 端子台
６２ａ、６２ｂ バスバー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサを備えたコイル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車の駆動システム等で使用される大容量のコイル装置（例えばリアクトル）は、高負荷時に鉄損や銅損による発熱量が多く、高負荷の状態で使用し続けると、コアやコイルが過熱して特性が低下する。そのため、一部の大容量のコイル装置には、温度センサ（例えばサーミスタ）によりコイル装置内の温度を監視し、コイル装置が一定温度以上に昇温しないように制御する構成が採用されている。
【０００３】
特許文献１に開示されるリアクトルは、平行に配置された一対の直線コイルを有しており、温度センサは直線コイル間の間隔が最も狭い箇所に配置されている。この構成により、温度センサによって各コイルの状態の変化（温度変化）を正確に検出することができ、リアクトルの駆動の適切な制御が可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０３９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のセンサ配置は、温度センサを配置するスペースを確保するために、直線コイル間の間隔を狭くすることができず、リアクトルの小型化を妨げる一因となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係るコイル装置は、２つの直線コイルを備えたコイル装置であって、２つの直線コイルは、軸が略平行となるように、かつ２つの直線コイル間に隙間が形成されるように配置され、軸と垂直な平面上で、隙間が延びる方向における中央部では隙間は狭く、隙間が延びる方向における中央部の外側では隙間が広くなっており、コイル装置内の所定の物理量を検出するセンサを更に備え、センサのセンサヘッドは、少なくとも一部が隙間に配置され、かつ、中央部を避けた位置に配置される。センサヘッドの上記の軸と垂直な平面上での幅が、隙間の中央部における幅より大きくてもよい。
従来のように隙間の中央部にセンサヘッドを配置する構成では中央部における直線コイルの間隔をセンサヘッドの厚さよりも広く設定する必要があったが、上記構成によれば中央部の間隔をセンサヘッドの厚さ以下に設定することが可能になり、コイル装置の幅方向（コイルが並ぶ方向）の寸法を小さくすることが可能になる。
【０００７】
２つの直線コイルは、ベースの上面に沿って配置され、センサヘッドの少なくとも一部が中央部より上側の隙間に配置されてもよい。センサヘッドは、温度を検出する温度センサ素子を備えていてもよい。
この構成により、コイル装置の組み立て後でも、センサヘッドをコイル装置に取り付けることが容易になる。また、温度センサ素子により温度を検出する場合には、センサヘッドはコイル装置において最高温度となる箇所（ホットスポット）の付近に配置されるため、コイル装置のホットスポットの温度との相関の良い検出値を得ることができる。
【０００８】
２つの直線コイルの中空部にそれぞれ差し込まれた２つの直線部と、２つの直線部を両端で連結する２つの連結部とを有し、ベースに固定されたリングコアと、少なくとも一部が、リングコアの直線部を覆い、直線部と共に直線コイルの中空部に差し込まれて、リングコアとコイルとを電気的に絶縁する絶縁被覆部材と、センサヘッドを保持するセンサ保持部材と、を備え、絶縁被覆部材は、２つの直線部をそれぞれ覆う２つのボビン部と、２つのボビン部を連結するボビン連結部と、を有し、センサ保持部材がボビン連結部に支持されていてもよい。
この構成によれば、センサ保持部材を支持するための専用の部材等を設ける必要が無くなり、コンパクトなセンサ保持構造が実現する。
【０００９】
センサ保持部材は、前記隙間に配置され、一端がボビン連結部に固定された支持部と、支持部に支持され、センサヘッドを保持するホールド部と、を有してもよい。
この構成によれば、支持部が直線コイル間に配置されるため、低背化が可能となる。
【００１０】
センサヘッドは略円柱形状であり、ホールド部は、略円筒体の軸方向全長に亘ってスリットが形成されて、略Ｃ字状の横断面形状を有しており、センサヘッドは、ホールド部の一端から差し込まれ、ホールド部の弾性力により保持されてもよい。
この構成によれば、センサヘッドは、多少の外径の違いに依らず、ホールド部により適度な弾性力で保持される。また、センサヘッドは、略円筒体のホールド部の筒内に差し込むだけで保持されるため、少ない工数でセンサヘッドをコイル装置に取り付けることができる。
【００１１】
支持部は板状部材であり、スリットは、略円筒体が支持部の片面を定める平面で切断されることで形成されてもよい。
この構成によれば、センサ保持部材のスリットが形成された側では、ホールド部が直線コイル部側に突出しない。そのため、直線コイルにボビンを差し込む際に、センサ保持部材がスリットの形成された側の直線コイルと干渉することが防止される。
【００１２】
ホールド部の内側面は、軸方向の一端側から他端側へ向かって内径が狭くなるテーパー状に形成されていてもよい。
この構成によれば、外径の太いセンサヘッドもホールド部に差し込み易く、また外径の細いセンサヘッドもホールド部によって確実に保持される。
【００１３】
センサ保持部材は、ホールド部の一端から軸方向へ延び、センサヘッドの先端をホールド部の一端へガイドするガイド部を更に有してもよい。
この構成によれば、センサヘッドをホールド部により差し込み易くなる。
【００１４】
ホールド部は支持部の上面に配設され、センサ保持部材は、支持部の上面に配設されてホールド部の軸上に位置する突き当て部を更に有してもよい。
この構成によれば、想定した寸法規格より細いセンサヘッドを使用する場合でも、センサヘッドの先端の位置をコイル軸方向の所定の範囲に制限することができる。
【００１５】
センサ保持部材は、センサヘッドの基端から延びるリードを引っ掛けるフック部を更に備え、フック部の一端は、センサヘッドの基端よりも先端側に配置されていてもよい。
この構成によれば、センサヘッドをホールド部に奥まで差し込んだ後に、リードをフック部に引っ掛けて弛まないように保持するだけで、センサヘッドのホールド部からの抜け落ちが防止される。
【００１６】
センサ保持部材は絶縁被覆部材と一体に成形されていてもよい。
この構成によれば、センサ保持部材の加工及び取り付けのための作業が不要になり、コイル装置を低コストで製造することができる。
【００１７】
絶縁被覆部材はインサート成形によりリングコアと一体に成形されていてもよい。
この構成によれば、部品点数を減らすことができ、また絶縁被覆部材のリングコアへの取り付け作業が不要になる。また、絶縁被覆部材がリングコアに密着するため、絶縁被覆部材を介したリングコアとコイルとの間での熱の移動が向上する。また、リングコア（延いてはコイル）に対するセンサ保持部材の位置精度が向上するため、高い確度のセンサ検出値が得られる。
【００１８】
２つの直線コイルにおける、隙間の外側と対向する面は、それぞれ中央部から離れるに従って互いに離れる方向へ曲がる曲面であってもよい。
線材を巻いて製造するために、コイルの外周面には必然的に曲面が形成される。この曲面間に挟まれた隙間はしばしばデッドスペースとなるが、この隙間にセンサヘッドを配置する構成により、隙間が有効に利用されて、コンパクトなコイル装置が実現する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の実施形態の構成によれば、内部状態の正確な検出が可能な小型のコイル装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係るリアクトルの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るリアクトルの分解図である。
【図３】本発明の実施形態に係るリアクトルの平面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るＵ型コアモジュールの斜視図である。
【図６】コイルの（ａ）正面図、及び（ｂ）側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係るリアクトル１について、図面を参照しながら説明する。図１はリアクトル１の斜視図であり、図２はその分解図である。また、図３はリアクトル１の平面図であり、図４は図３におけるＡ−Ａ断面図である。なお、以下の説明において、図１における右下側から左上側に向かう方向を奥行き方向（Ｘ軸方向）、左下側から右上側に向かう方向を幅方向（Ｙ軸方向）、下側から上側に向かう方向を高さ方向（Ｚ軸方向）と定義する。なお、リアクトル１を使用する際には、リアクトル１をどのような方向に向けて配置してもよい。
【００２２】
図１及び図２に示すように、リアクトル１は、コイル１０、コアモジュール２０、１対の固定具３０Ａ、３０Ｂ、サーミスタ４０、放熱ケース５０、及び端子台６０を備えている。コイル１０とコアモジュール２０によりリアクトル本体が構成される。
【００２３】
サーミスタ４０は、サーミスタ素子が略円柱形状のステンレス被覆管に格納されて封止されたセンサヘッド４２と、センサヘッド４２の基端から延びたリード４４を備えている。サーミスタ素子は、センサヘッド４２内の先端部又は長手方向中央部に配置されている。
【００２４】
放熱ケース５０は、熱伝導性が良好で軽量な金属（例えばアルミニウム合金）から形成された略箱形の部材であり、リアクトル本体（コイル１０及びコアモジュール２０）を収容する。リアクトル本体を放熱ケース５０内に収容した後、固定具３０Ａ、３０Ｂを放熱ケース５０にボルトで固定することで、リアクトル本体（直接的にはコアモジュール２０）は、固定具３０Ａ、３０Ｂの弾性力により放熱ケース５０へ押さえ付けられ、放熱ケース５０内に固定される。
【００２５】
放熱ケース５０の縁部の一端には、ボルトにより端子台６０が取り付けられている。端子台６０は、バスバー６２ａ、６２ｂを備えており、各バスバー６２ａ、６２ｂは、それぞれコイル１０のリード部１２１、１４１と溶接される。
【００２６】
コアモジュール２０は、２つの略Ｕ字状に形成されたＵ型コアユニット２０Ａ、２０Ｂと、一対の平板状のギャップ部材２０ｇを備えており、Ｕ型コアユニット２０Ａと２０ＢのＵ字の先端同士を、ギャップ部材２０ｇを介して突き合わせて接着剤で貼り合わせることで形成された略Ｏ字形のリングコアである。一方のＵ型コアユニット２０Ａには、本発明の実施形態に係るセンサ固定部２６Ａが形成されている。図５に、Ｕ型コアユニット２０Ａの斜視図を示す。Ｕ型コアユニット２０Ａ及び２０Ｂは、それぞれ磁性体から形成されたコアブロック２１Ａ及び２１Ｂを射出成形（インサート成形）により絶縁性を有する樹脂で被覆したものである。Ｕ型コアユニット２０Ａ、２０Ｂの被覆樹脂にはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の耐熱樹脂が使用される。また、本実施形態では、各コアブロック２１Ａ、２１Ｂに圧粉磁心が使用されるが、別の実施形態ではケイ素鋼板やフェライトを使用してもよい。なお、この樹脂被覆は、コアとコイルとの電気的絶縁を確保するために従来使用されていた絶縁ボビンがコアと一体に成形されたものである。各Ｕ型コアユニット２０Ａ、２０Ｂの端面には、コアブロック２１が樹脂で被覆されずに露出した接続面２１ｆが形成されている。また、ギャップ部材２０ｇは、所定の厚さを有する非磁性体（例えば、アルミナ等の各種セラミックスや樹脂）の板材である。Ｕ型コアユニット２０Ａと２０Ｂを、接続面２１ｆ同士が対向するように配置して、ギャップ部材２０ｇを介して接続面２１ｆ同士を貼り合わせることで、リング状のコアモジュール２０が形成される。
【００２７】
また、図５に示すように、Ｕ型コアユニット２０Ａは、２つの互いに平行に配置されたＸ軸方向へ延びる略直方体状の直線部２２Ａと、この２つの直線部２２Ａの隣り合う端部を連結する連結部２４Ａを有している。また、Ｕ型コアユニット２０Ａの側面からは、被覆樹脂から形成されたフランジ部２５Ａとセンサ固定部２６Ａが、垂直に突出している。フランジ部２５Ａは、Ｘ軸と垂直な板状部分であり、連結部２４Ａと直線部２２Ａとの境界をなす平面上に配置されている。フランジ部２５Ａの先端は放熱ケース５０の内側の各面と当接し、これによりＵ型コアユニット２０Ａは放熱ケース５０に対して位置決めされる。また、センサ固定部２６Ａは、Ｙ軸と垂直な略板状部分であり、２つの直線部２２Ａの間に配置されている。フランジ部２５Ａ及びセンサ固定部２６Ａの詳細は後述する。
【００２８】
Ｕ型コアユニット２０Ｂ（図２）も、Ｕ型コアユニット２０Ａと同様に、２つの直線部２２Ｂ、連結部２４Ｂ、及びフランジ部２５Ｂを有している。また、Ｕ型コアユニット２０Ｂには、センサ固定部２６Ａの代わりに板状のスペーサ２６Ｂ（図４）が形成されている。なお、スペーサ２６Ｂとセンサ固定部２６Ａの支持板２６１の厚さは、２つの直線コイル部１２、１４の最小間隔よりも若干薄く形成されている。スペーサ２６Ｂを設けることにより、充填剤の硬化収縮による不均一な歪みの発生が抑えられ、また充填剤の使用量が抑えられる。また、フランジ部２５Ｂの上部には、リード４４を挟持して固定するリード固定部２５２が形成されている。リード固定部２５２にはリード４４よりも細いスリット（不図示）が形成されており、このスリットにリード４４を差し込むことで、リード４４はリード固定部２５２に固定される。また、本実施形態では、固定具３０Ｂの取り付けを阻害しないように、リード固定部２５２はフランジ部２５Ｂの上端からＵ型コアユニット２０Ａ側に突出して形成されている。また、リード固定部２５２は、コイル１０の連結線１６と干渉しないように、連結線１６の上端よりも高い位置に配置されている。また、本実施形態においては、Ｕ型コアユニット２０Ｂの直線部２２Ｂの長さ（Ｘ軸方向寸法）は、Ｕ型コアユニット２０Ａの直線部２２Ａよりも長くなっている。本実施形態のＵ型コアユニット２０ＡとＵ型コアユニット２０Ｂには上述のように細部に相違があるが、Ｕ型コアユニット２０ＡとＵ型コアユニット２０Ｂを全く同一の構成としてもよい。
【００２９】
図６（ａ）及び（ｂ）に、それぞれコイル１０の正面図及び側面図を示す。なお、図６（ｂ）の側面図は、図６（ａ）において左側からコイル１０を見た図である。コイル１０は、平角エナメル線から形成された２つの同一構造の直線コイル部１２、１４を平行に並べて、一端（図６（ｂ）にける左端）同士を連結線１６により連結したものである。また、各直線コイル部１２、１４は、平角エナメル線を一巻き当たり４箇所で直角に折り曲げて、略正方形状に巻いたものである。図６（ａ）に示すように、各直線コイル部１２及び１４が対向する外周面においては、Ｚ座標Ｚ１からＺ２の間では平面１２ｆ及び１４ｆが形成され、その外側では曲面１２ｒ及び１４ｒが形成されている。２つの直線コイル部１２、１４の間には隙間が形成されている。平面１２ｆと平面１４ｆは互いに平行であり、直線コイル部１２、１４間の隙間は、平面１２ｆと平面１４ｆで挟まれた中央部で最も狭くなる。中央部の外側、すなわち曲面１２ｒと曲面１４ｒとで挟まれた隙間は、中央部よりも間隔が広く、中央部から離れるに従って間隔が広くなっている。
【００３０】
図２に示すように、接続面２１ｆにギャップ部材２０ｇを載せたＵ型コアユニット２０Ｂの２つの直線部２２Ｂを、コイル１０の２つの直線コイル部１２、１４の中空部に連結線１６側からそれぞれ差し込んだ後、コイル１０の反対側（図２における右下端）からＵ型コアユニット２０Ａの２つの直線部２２Ａ（図５）を差し込み、ギャップ部材２０ｇを介してＵ型コアユニット２０Ａと２０Ｂの接続面２１ｆ同士を突き合わせて接着すると、リアクトル本体が形成される。このとき、コイル１０は、Ｕ型コアユニット２０Ａのフランジ部２５Ａと、Ｕ型コアユニット２０Ｂのフランジ部２５Ｂとの間で挟み込まれ、Ｘ方向においてコアモジュール２０に対して位置決めされる。
【００３１】
上記のように組み立てられたリアクトル本体は、放熱ケース５０内に収容され、固定具３０Ａ及び３０Ｂにより放熱ケース５０に固定される。固定具３０Ａ及び３０Ｂはステンレス板のプレス加工により成形された部材であり、固定具３０Ａ及び３０Ｂをボルトで放熱ケース５０に固定すると、固定具３０Ａ及び３０Ｂの弾性力によりコアモジュール２０が放熱ケース５０の下面及び内側面（図２における右下側の内側面）に強く押さえ付けられて、コアモジュール２０が放熱ケース５０に固定される。
【００３２】
次に、Ｕ型コアユニット２０Ａに形成されたセンサ固定部２６Ａの詳細を説明する。センサ固定部２６Ａは、サーミスタ４０の素子が収容されたセンサヘッド４２を固定するための構造部であり、Ｕ型コアユニット２０Ａのインサート成形により被覆樹脂から形成される。図４及び図５に示すように、本実施形態のセンサ固定部２６Ａは、Ｕ型コアユニット２０Ａの連結部２４ＡのＹ軸方向中央部からＸ軸方向内側へ突出した支持板２６１と、支持板２６１の上面２６１ｔに形成されたホールド部２６２、突き当て部２６４、ガイド部２６６、及びフック部２６８を有している。
【００３３】
図４に示すように、センサヘッド４２は、支持板２６１の上面２６１ｔ上に固定される。支持板２６１の上面２６１ｔは、コア本体を組み立てたときに、コイル１０の平面１２ｆ、１４ｆと曲面１２ｒ、１４ｒとの境界となるＺ座標Ｚ１よりも高くなるように形成されている。本実施形態においては、センサヘッド４２がコイル１０の曲面１２ｒと曲面１４ｆとで挟まれた隙間内に配置されるように支持板２６１の上面２６１ｔの高さが設定されている。この構成により、センサヘッド４２を収容する空間の幅方向（Ｙ軸方向）寸法を比較的に広く確保することが可能になる。また、本実施形態においては、コイル１０の下面及び側面と放熱ケース５０の内底面及び内側面との間隔が狭く設定されており、リアクトル１で発生した熱はコイル１０の下面及び側面から放熱ケース５０へ流出する。そのため、作動中のリアクトル１の温度は、コイル１０の上部内側における曲面１２ｒ、１２ｆの付近で最大となる。従って、曲面１２ｒと曲面１４ｒの間にセンサヘッド４２を配置する構成により、サーミスタ４０によってリアクトルの最大温度に近い温度を検出することが可能になる。なお、別の実施形態においては、センサヘッド４２が直線コイル部１２、１４よりも高い位置に配置されてもよい。
【００３４】
ホールド部２６２（図５）は、センサヘッド４２を把持する部分であり、Ｘ軸方向に筒軸を向けた略円筒体の一部が、支持板２６１の一側面（直線コイル部１２と対向する面）２６１ｓを含む平面で切り落とされて、横断面が略Ｃ字状に形成されている。また、ホールド部２６２の内周面は、入口側（図４における左側）で広く、出口側（図４における右側）になるほど狭くなるテーパー状に形成されている。具体的には、最も広い入口においては、ホールド部２６２の内径はセンサヘッド４２の外径の規格上限値よりも若干大きく形成されている。また、最も狭い出口においては、ホールド部２６２の内径はセンサヘッド４２の外径の規格下限値よりも若干小さく形成されている。この構成により、外径が規格下限値付近の細いセンサヘッド４２をホールド部２６２により確実に把持できるだけでなく、外径が規格上限付近の太いセンサヘッド４２をホールド部２６２に深く差し込んで確実に把持することも可能となる。従って、センサヘッド４２を入口側からホールド部２６２に挿入して、奥まで強く差し込むことで、センサヘッド４２はホールド部２６２の弾性によりしっかり把持される。
【００３５】
また、ホールド部２６２は、完全な筒状体ではなく、一側面が切り落とされて横断面形状が略Ｃ字状となっているため、外径の太いセンサヘッド４２を差し込んだ場合でも、ホールド部２６２の内径がセンサヘッド４２の外形に合せて拡張可能であるため、適度な弾性力によりセンサヘッド４２を保持することができる。
【００３６】
また、コイル１０にＵ型コアユニット２０Ａを差し込むときに、コイル１０のリード部１２１がセンサ固定部２６Ａに接近する。上記のように、ホールド部２６２のリード部１２１側の側面を切り落としてホールド部２６２の横断面を略Ｃ字状に形成することにより、コイル１０にＵ型コアユニット２０Ａを差し込むときにリード部１２１がホールド部２６２と干渉することが防止される。なお、ホールド部２６２のみならず、センサ固定部２６Ａの各部及びセンサヘッド４２は、支持板２６１の直線コイル部１２と対向する側面２６１ｓから直線コイル部１２側に突出していない。
【００３７】
ガイド部２６６は、ホールド部２６２の入口から支持板２６１の先端（図４における左端）にかけて形成されている。ガイド部２６６は、ホールド部２６２の入口における略下半分をＸ軸方向へ延長した形状を有している。センサヘッド４２をリアクトル１に取り付ける際には、センサヘッド４２の先端がホールド部２６２の先端側から基端側へ差し込まれる。ガイド部２６６は、この時に、センサヘッド４２の先端をホールド部２６２の入口へガイドする。また、ホールド部２６２は、センサヘッド４２を把持するために、センサヘッド４２の周面を軸回りに１８０度以上覆うように形成されている。そのため、センサヘッド４２をホールド部２６２に側面側から差し込むことができず、ガイド部２６６が無い場合には、センサヘッド４２の外周面の軸をホールド部２６２の内周面の中心軸に正確に合せなければ、センサ固定部２６Ａにセンサヘッド４２を装着することができない。一方、ガイド部２６６がセンサヘッド４２を覆う軸回りの角度は１８０度未満（典型的には１２０度程度）であるため、センサヘッド４２は側面側からガイド部２６６へアクセスすることが可能であり、センサ固定部２６Ａへのセンサヘッド４２の装着が容易になる。
【００３８】
また、ガイド部２６６の先端部（図５における右下端）の上部には、先が下方に曲がったフック部２６８が形成されている。図４に示すように、リード４４は、センサヘッド４２の基端から引き出されて直ぐにＵ字状に１８０度折り返されて、フック部２６８とセンサヘッド４２の間に通され、更に１８０度折り返されてフック部２６８に引っ掛けられ、弛まない程度の張力が加えられた状態で、Ｕ型コアユニット２０Ｂのフランジ部２５Ｂに形成されたリード固定部２５２に固定される。このように、センサヘッド４２をホールド部２６２に奥まで差し込んだ状態で、センサヘッド４２から引き出されて直ぐに折り返されたリード４４を弛ませずにフック部２６８に引っ掛けることで、センサヘッド４２はＸ軸正方向（図４における左方向）へ移動できなくなり、従ってセンサヘッド４２はホールド部２６２から抜けなくなる。
【００３９】
ホールド部２６２の出口（図４における右端）の更に先には、支持板２６１の上面２６１ｔから突き当て部２６４が突出している。突き当て部２６４は、想定した規格（例えばメトリック規格）よりも外径が細い（例えばインチ規格の）センサヘッド４２を使用した場合（すなわち、ホールド部２６２によりセンサヘッド４２を十分に把持できない場合）に、センサヘッド４２のＸ軸方向の位置を測温に適した範囲内に制限するための構造部である。想定した規格よりも外径の細いセンサヘッド４２をセンサ固定部２６Ａに取り付ける場合は、センサヘッド４２をホールド部２６２に奥まで差し込んでも、センサヘッド４２はホールド部２６２によって把持されず、センサヘッド４２の先端が突き当て部２６４と当接して、センサヘッド４２の更に奥への移動が阻止される。センサヘッド４２の先端が突き当て部２６４に当接した状態で、上述のようにリード４４を折り返して、フック部２６８に引っ掛け、弛まないようリード固定部２５２で固定することで、センサヘッド４２はＸ軸正方向（図４における左方向）へ移動できなくなり、ホールド部２６２から抜けなくなる。
【００４０】
なお、ホールド部２６２の入口から突き当て部２６４までの距離は、センサヘッド４２の長さよりも短く設定されている。これにより、センサヘッド４２の先端が突き当て部２６４と当接するまで奥に差し込まれても、ホールド部２６２から抜けずにセンサ固定部２６Ａに確実に保持される。また、センサヘッド４２の先端が突き当て部２６４と当接するまで奥に差し込まれても、センサヘッド４２の基端がホールド部２６２内まで入り込まないため、センサヘッド４２の基端を押して奥まで確実に差し込むことができる。また、フック部２６８から突き当て部２６４までの距離は、センサヘッド４２の長さ以下となるよう設定されている。これにより、センサヘッド４２の先端が突き当て部２６４と当接するまで奥に差し込まれても、センサヘッド４２の基端から延びるリード４４を折り返してフック部２６８に引っ掛けることができ、センサヘッド４２はホールド部２６２から抜けられなくなり、センサ固定部２６Ａに確実に保持される。
【００４１】
図４に示すように、スペーサ２６Ｂの上端面は、センサ固定部２６Ａの上端面よりも低く形成されている。これにより、コアモジュール２０を組み立てた後でも、センサヘッド４２をセンサ固定部２６Ａに差し込み易くなっている。
【００４２】
上記の実施形態では、センサヘッド４２は、２つの直線コイル部１２と１４の間隔が最も狭くなる平面１２ｆと平面１４ｆの間には配置されず、そこよりも間隔の広い曲面１２ｒと曲面１４ｒの間に配置されている。この構成により、２つの直線コイル部１２と１４の間隔を狭く設定することが可能になるため、リアクトル１の幅方向寸法を小さくすることができる。
【００４３】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施の形態は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内で任意に変更することができる。
【００４４】
上記の実施形態では、インサート成形によりボビン（コアの絶縁被覆）とコアを一体に成形したコアモジュール２０が使用されているが、従来のようにコアとボビンを別体として成形し、ボビンにセンサ固定部２６Ａを設けた構成としてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、ボビン（コアの絶縁被覆）とセンサ固定部２６Ａが一体に成形されているが、ボビンとセンサ固定部が別体に成形されたものであってもよい。この場合、例えば、ボビンにセンサ固定部の支持板を差し込む溝を形成し、溝に支持板を差し込むだけでセンサ固定部がボビンに取り付けられるようにしてもよい。また、この場合には、上記の実施形態におけるセンサ固定部２６Ａの支持板２６１とスペーサ２６Ｂとを一体化して、一枚の板状部材としてもよい。
【００４６】
上記の実施形態では、ホールド部２６２が１つのみ形成されているが、軸方向に複数のホールド部を多段に設けて、複数のホールド部によりセンサヘッドを保持してもよい。複数のホールド部でセンサヘッドを保持することにより、センサヘッドがしっかり保持される。そのため、例えばセンサヘッドの取り付け作業中にリードが引っ張られて、センサヘッドの軸を傾ける力が加えられても、センサヘッドがホールド部から外れ難い。また、複数のホールド部を設けることにより、ホールド部の形状の歪みによってセンサヘッドの先端（素子の付近）が支持板２６１の上面２６１ｔから浮き上がり、測定誤差が大きくなることも防止される。また、複数のホールド部でセンサヘッドを保持する場合、センサヘッドがホールド部にしっかり保持されるため、フック部を設けなくてもよい。なお、上記の実施形態のようにホールド部２６２を１つのみ有する場合でも、ホールド部でセンサヘッドをしっかり保持できる場合には、センサヘッドの脱落防止の目的にフック部を設ける必要はない。
【００４７】
上記の実施形態では、リード固定部２５２がＵ型コアユニット２０Ｂのフランジ部２５Ｂに設けられているが、Ｕ型コアユニット２０Ａ（例えばセンサ固定部２６Ａ内）にリード固定部２５２を設けてもよい。
【００４８】
上記の実施形態では、リアクトル１は、ベース（底板）と４面を覆う側壁を有する略箱形のケース５０に固定されているが、例えば側壁を有しないベースにリアクトル１を固定してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ リアクトル
１０ コイル
１２、１４ 直線コイル部
１２ｆ、１４ｆ 平面
１２ｒ、１４ｒ 曲面
１２１、１４１ リード部
１６ 連結線
２０ コアモジュール
２０ｇ ギャップ部材
２０Ａ、２０Ｂ Ｕ型コアユニット
２１Ａ、２１Ｂ コアブロック
２２Ａ、２２Ｂ 直線部
２５Ａ、２５Ｂ フランジ部
２５２ リード固定部
２６１ 支持板
２６１ｔ 上面
２６２ ホールド部
２６４ 突き当て部
２６６ ガイド部
２６８ フック部
３０Ａ、３０Ｂ 固定具
２１ｆ 接続面
４０ サーミスタ
４２ センサヘッド
４４ リード
５０ 放熱ケース
６０ 端子台
６２ａ、６２ｂ バスバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの直線コイルを備えたコイル装置であって、
前記２つの直線コイルは、軸が略平行となるように、かつ前記２つの直線コイル間に隙間が形成されるように配置され、
前記軸と垂直な平面上で、前記隙間が延びる方向における中央部では前記隙間は狭く、前記隙間が延びる方向における前記中央部の外側では前記隙間が広くなっており、
前記コイル装置内の所定の物理量を検出するセンサを更に備え、
前記センサのセンサヘッドは、少なくとも一部が前記隙間に配置され、かつ、前記中央部を避けた位置に配置されること、を特徴とするコイル装置。
【請求項２】
前記センサヘッドの前記軸と垂直な平面上での幅が、前記隙間の前記中央部における幅より大きいこと、を特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
前記２つの直線コイルは、ベースの上面に沿って配置され、
前記センサヘッドの少なくとも一部が前記中央部より上側の隙間に配置された、ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記２つの直線コイルの中空部にそれぞれ差し込まれた２つの直線部と、前記２つの直線部を両端で連結する２つの連結部とを有したリングコアと、
少なくとも一部が、前記リングコアの直線部を覆い、前記直線部と共に前記直線コイルの中空部に差し込まれて、前記リングコアと前記コイルとを電気的に絶縁する絶縁被覆部材と、
前記センサヘッドを保持するセンサ保持部材と、
を備え、
前記絶縁被覆部材は、前記２つの直線部をそれぞれ覆う２つのボビン部と、前記２つのボビン部を連結するボビン連結部と、を有し、
前記センサ保持部材が前記ボビン連結部に支持されている、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項５】
前記センサ保持部材は、
前記隙間に配置され、一端が前記ボビン連結部に固定された支持部と、
前記支持部に支持され、前記センサヘッドを保持するホールド部と、
を有する、ことを特徴とする請求項４に記載のコイル装置。
【請求項６】
前記センサヘッドは略円柱形状であり、
前記ホールド部は、略円筒体の軸方向全長に亘ってスリットが形成されて、略Ｃ字状の横断面形状を有しており、
前記センサヘッドは、前記ホールド部の一端から差し込まれ、前記ホールド部の弾性力により保持されている、ことを特徴とする請求項５に記載のコイル装置。
【請求項７】
前記支持部は板状部材であり、
前記スリットは、前記略円筒体が前記支持部の片面を定める平面で切断されることで形成されている、ことを特徴とする請求項６に記載のコイル装置。
【請求項８】
前記ホールド部の内周面は、軸方向の前記一端側から他端側へ向かって内径が狭くなるテーパー状に形成されている、ことを特徴とする請求項６又は請求項７のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項９】
前記センサ保持部材は、前記ホールド部の前記一端から軸方向へ延び、前記センサヘッドの先端を前記ホールド部の前記一端へガイドするガイド部を更に有する、ことを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項１０】
前記ホールド部は前記支持部の上面に配設され、
前記センサ保持部材は、前記支持部の上面に配設されて前記ホールド部の軸上に位置する突き当て部を更に有する、ことを特徴とする請求項５から請求項９のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項１１】
前記センサ保持部材は、前記センサヘッドの基端から延びるリードを引っ掛けるフック部を更に有し、
前記フック部の一端は、前記センサヘッドの基端よりも先端側に配置されている、ことを特徴とする請求項５から請求項１０のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項１２】
前記センサ保持部材は前記絶縁被覆部材と一体に成形されている、ことを特徴とする請求項４から請求項１１のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項１３】
前記絶縁被覆部材はインサート成形により前記リングコアと一体に成形されている、ことを特徴とする請求項４から請求項１２のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項１４】
前記２つの直線コイルにおける、前記隙間の前記外側と対向する面は、それぞれ前記中央部から離れるに従って互いに離れる方向へ曲がる曲面である、ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項１５】
前記センサヘッドは温度を検出する温度センサ素子を備える、ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項１】
２つの直線コイルを備えたコイル装置であって、
前記２つの直線コイルは、軸が略平行となるように、かつ前記２つの直線コイル間に隙間が形成されるように配置され、
前記軸と垂直な平面上で、前記隙間が延びる方向における中央部では前記隙間は狭く、前記隙間が延びる方向における前記中央部の外側では前記隙間が広くなっており、
前記コイル装置内の所定の物理量を検出するセンサを更に備え、
前記センサのセンサヘッドは、少なくとも一部が前記隙間に配置され、かつ、前記中央部を避けた位置に配置されること、を特徴とするコイル装置。
【請求項２】
前記センサヘッドの前記軸と垂直な平面上での幅が、前記隙間の前記中央部における幅より大きいこと、を特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
前記２つの直線コイルは、ベースの上面に沿って配置され、
前記センサヘッドの少なくとも一部が前記中央部より上側の隙間に配置された、ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記２つの直線コイルの中空部にそれぞれ差し込まれた２つの直線部と、前記２つの直線部を両端で連結する２つの連結部とを有したリングコアと、
少なくとも一部が、前記リングコアの直線部を覆い、前記直線部と共に前記直線コイルの中空部に差し込まれて、前記リングコアと前記コイルとを電気的に絶縁する絶縁被覆部材と、
前記センサヘッドを保持するセンサ保持部材と、
を備え、
前記絶縁被覆部材は、前記２つの直線部をそれぞれ覆う２つのボビン部と、前記２つのボビン部を連結するボビン連結部と、を有し、
前記センサ保持部材が前記ボビン連結部に支持されている、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項５】
前記センサ保持部材は、
前記隙間に配置され、一端が前記ボビン連結部に固定された支持部と、
前記支持部に支持され、前記センサヘッドを保持するホールド部と、
を有する、ことを特徴とする請求項４に記載のコイル装置。
【請求項６】
前記センサヘッドは略円柱形状であり、
前記ホールド部は、略円筒体の軸方向全長に亘ってスリットが形成されて、略Ｃ字状の横断面形状を有しており、
前記センサヘッドは、前記ホールド部の一端から差し込まれ、前記ホールド部の弾性力により保持されている、ことを特徴とする請求項５に記載のコイル装置。
【請求項７】
前記支持部は板状部材であり、
前記スリットは、前記略円筒体が前記支持部の片面を定める平面で切断されることで形成されている、ことを特徴とする請求項６に記載のコイル装置。
【請求項８】
前記ホールド部の内周面は、軸方向の前記一端側から他端側へ向かって内径が狭くなるテーパー状に形成されている、ことを特徴とする請求項６又は請求項７のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項９】
前記センサ保持部材は、前記ホールド部の前記一端から軸方向へ延び、前記センサヘッドの先端を前記ホールド部の前記一端へガイドするガイド部を更に有する、ことを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項１０】
前記ホールド部は前記支持部の上面に配設され、
前記センサ保持部材は、前記支持部の上面に配設されて前記ホールド部の軸上に位置する突き当て部を更に有する、ことを特徴とする請求項５から請求項９のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項１１】
前記センサ保持部材は、前記センサヘッドの基端から延びるリードを引っ掛けるフック部を更に有し、
前記フック部の一端は、前記センサヘッドの基端よりも先端側に配置されている、ことを特徴とする請求項５から請求項１０のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項１２】
前記センサ保持部材は前記絶縁被覆部材と一体に成形されている、ことを特徴とする請求項４から請求項１１のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項１３】
前記絶縁被覆部材はインサート成形により前記リングコアと一体に成形されている、ことを特徴とする請求項４から請求項１２のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項１４】
前記２つの直線コイルにおける、前記隙間の前記外側と対向する面は、それぞれ前記中央部から離れるに従って互いに離れる方向へ曲がる曲面である、ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項１５】
前記センサヘッドは温度を検出する温度センサ素子を備える、ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のコイル装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２１２７０８（Ｐ２０１２−２１２７０８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７６３１３（Ｐ２０１１−７６３１３）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（３９０００５２２３）株式会社タムラ製作所 (526)
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（３９０００５２２３）株式会社タムラ製作所 (526)
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